巨厚砾岩层下综放工作面冲击地压危险性评价和矿震发生特征分析

为有效监测和防治综采工作面冲击地压事故,以耿村煤矿巨厚砾岩层下综放工作面为工程背景,采用综合指数法评价综放工作面冲击地压危险性,利用微震监测结果研究综放工作面回采期间矿震特征。结果表明:(1)13230综放工作面冲击危险性指数为0.65,属于中等冲击地压类型;(2)综放工作面回采期间矿震主要发生在工作面前方顶底板煤岩体中,工作面处于“见方区”时发生矿震的频次、最大能量和总能量均明显高于“非见方区”的,“见方区”矿震的震源主要位于工作面前方中部顶底板煤岩体和运输平巷上帮顶板煤岩体中;(3)综放工作面顶板周期来压期间通常伴随大能量的矿震事件。研究结果可为耿村煤矿综放开采冲击地压监测和防治提供参考。

敦煌莫高窟北区崖体沿纵深方向风化特征研究

日益严重的风化侵蚀,严重影响了莫高窟围岩的稳定性和壁画的赋存环境,成为威胁洞窟文物安全的严重隐患。为研究莫高窟北区崖体沿纵深方向的风化特征,选取莫高窟北区北侧一处崖体为试验点,采用逐层剖切的方法,沿水平方向由外向里依次取样编号。通过室内颗分试验、现场声波测试、可溶盐测试及X射线衍射测试,分析其变化规律。试验结果表明:地层颗粒组成的差异将影响崖体的抗风化能力;声波波速呈现震荡性的变化趋势;在水平深度0. 7 m范围内钠长石含量相对减少,石英含量相对增加;崖体在水平深度0. 4～1. 0 m范围内可溶盐含量呈现递减特征;可溶盐是影响北区崖体风化的重要因素之一。综合分析各测试结果,认为1号、2号和3号探洞风化厚度分别为1. 0 m、0. 6 m和0. 4 m。崖体风化呈现空间差异性,顶部风化最为严重,底部风化最弱。

三维物理模型模拟深部巨厚砾岩下综放开采地表移动

为了研究深部开采巨厚砾岩关键层对矿山地表移动变形的影响机理。以千秋煤矿为背景,采用三维物理模型试验,利用压力传感器、多点位移计、分布式光纤传感等多种手段监测了覆岩及地表移动变形动态演化过程,对采动巨厚砾岩与矿山地表移动变形的内在联系机理进行了研究。结果表明,分布式光纤可准确监测到关键层和地表的移动变形量,巨厚砾岩作为主关键层,控制着地表移动变形,并有效减缓了覆岩变形由下向上传递给地表,且由于煤层埋藏深度大,主关键层未破断,地表下沉量和变形值都较小;预测随着工作面继续推进,巨厚砾岩主关键层将会达到极限跨距而破断失稳,采场将发生强矿压动力显现现象,地表出现台阶性下沉,甚至会产生地表裂缝。

放顶煤开采上覆巨厚砾岩层变形移动规律研究

放顶煤开采时上覆巨厚砾岩层垮落直接影响综放工作面的安全生产,为了研究放顶煤开采上覆巨厚砾岩层变形移动规律,以河南大有能源股份有限公司耿村煤矿综放工作面特厚煤层及其上覆巨厚砾岩层为工程背景,采用相似材料模拟试验,研究了放顶煤开采时上覆巨厚砾岩层变形移动全过程。结果表明:(1)随着煤层开采,依据巨厚砾岩层裂隙场的特征,巨厚砾岩层变形移动和垮落的全过程分为下位和上位垮落过程,其中下位砾岩层初次断裂时垮落体形态为梯形,上位砾岩层断裂控制着地表的变形;(2)当工作面停采后,巨厚砾岩层裂隙演化发展具有较明显的时间效应;(3)下位砾岩层初次垮落步距650. 0 m,周期垮落步距175. 0 m,上位砾岩层初次垮落步距825. 0 m,地表下沉系数0. 267。研究结果可为耿村煤矿巨厚砾岩层下综放开采提供安全技术支撑。

采场上覆巨厚砾岩层运动对冲击地压诱因的实验与理论研究

采用相似模拟试验和理论计算的方法,对采场上覆巨厚砾岩层的运动规律进行研究,并分析其运动对冲击地压诱发因素的影响。下位巨厚砾岩层的大面积悬顶下沉会在工作面前方煤体及巷道围岩中增加静载荷的积聚,提高了冲击地压诱发的机率;下位砾岩层达到极限悬顶步距断裂垮落时,会通过煤层释放其积聚的弹性变形能并在采空区后方产生较大的冲击荷载,在该动载荷的扰动下有可能诱发能级较大的冲击地压事件。上位巨厚砾岩层能在21141工作面开采范围内保持稳定,岩层弯曲下沉量较小,对特厚煤层开采所引起的上覆岩层冒落、下沉、离层起屏蔽和缓冲作用,因此对冲击地压诱发因素的影响较小。

地层

研究区出露太古界胶东群中高级变质地层及中生界下白垩统莱阳群陆相碎屑岩及新生界第四系松散堆积。中生界下白垩统莱阳群在区内仅出露第一段（Ｋ１Ｌ１）及第二段（Ｋ１Ｌ２）。Ｋ１Ｌ１—含炭岩系，总厚度＞２７０ｍ，由黑色泥岩，细砾岩，砂岩，不纯碳酸盐岩组合，含有机质及硫高：下部含炭岩系（合矿层），Ｃ有机０．５８２％￣４．２２５％，Ｓ０．２８％～６．８１％；中部碎屑岩Ｃ有机０．０１５３％～０．０７５１％；上部含炭岩系（含矿层）Ｃ有机０．００７％￣３．５６％，Ｓ０．０３６％￣１６．７２％。该岩系为陆相湖泊基底还原相，接受古变质岩、混合岩花岗岩风化剥蚀产物沉积。Ｋ１Ｌ２—砾岩层（金矿化层位）。

淮北朱仙庄煤矿侏罗系地质特征研究

朱仙庄煤矿北部侏罗系砾岩含水层水害严重威胁下伏8煤的安全开采,在侏罗系钻孔岩心系统观测的基础上,结合钻探和物探资料综合分析,进而探讨了"五含"岩性特征、分布规律和地质结构特征。研究表明,朱仙庄煤矿侏罗系表现为单层结构、双层结构和三层结构的地层组合发育特征,"五含"厚度分布表现为"北部厚南部薄、东部厚西部薄"的特征,西部和南部隐伏露头区"五含"沿其地层倾向方向发生急剧增厚,主要受控于后期构造和剥蚀影响。"五含"构造特征表现为受控于近NS向延伸、向N倾伏向斜构造的发育,W翼平缓、呈NW-SE向展布;E翼相对较陡、为近N-S向F21逆断层所截切。新鲜"五含"主要为致密紫红色细砾岩、中砾岩和粗砾岩,分选性差,砾石成分以灰岩为主,"五含"砾岩成岩后遭受强烈的岩溶和风化作用、且非均质性极强。

北京“洼里砾岩”地质特征及时代讨论

洼里砾岩的隐伏性和岩性特征决定了确定其成因及地层归属的困难。由于洼里砾岩紧邻八宝山断裂和黄庄-高丽营断裂,并且赋存丰富的地下水,所以研究洼里砾岩的成因和地层时代归属具有重要的基础地质和工程地质意义。随着近年地热深钻孔对洼里砾岩的揭穿,揭示其与下伏侏罗系九龙山组呈角度不整合接触,岩性特征表明它是由流水沉积作用形成的,属正砾岩岩块砾岩类,地层时代应归属侏罗系上统髫髻山组的下部。

厚砂层地区钻孔灌注桩后注浆技术应用

针对提高桩端进入密实砂层的钻孔灌注桩的垂直承载力的处理方法进行探讨,并对处理方法进行简单的论证。

玉门青西地区钻井综合提速技术研究与应用

常规的钻井技术在玉门油田青西地区机械钻速低,适应性差,导致该地区钻井成本居高不下。为此,本文在分析了该地区提速技术难点,提速工具结构、原理及适应性的基础上,开展了全井筒钻井综合提速技术先导试验,总结形成了该区块的钻井综合提速方案模板,即防斜打直利用液动冲击器技术,砾岩层防跳钻利用减震推力器技术,深部硬地层防黏滑利用扭力冲击器+专用PDC钻头技术,定向防托压利用水力振荡器技术。

二重管无收缩双液注浆WSS工法在富水圆砾地层区间联络通道加固中的应用

昆明地铁4号线金桂街站-梅子村站盾构区间联络通道及泵房位置地质条件复杂,地下水量丰富,采用地面高压旋喷桩预加固方式未能达到预期加固效果。综合考虑工程地质特点、工期需求、作业条件等因素,通过加固工法适用性分析,最终选用二重管无收缩双液注浆WSS工法进行二次洞内斜向注浆加固处理。结果表明,采用的注浆方式较好的改善了联络通道开挖范围内的土层性质,阻断了外部水源补给,注浆加固、止水效果明显,达到了预期安全目标。

新疆砾岩红层工程地质特性与勘察要点

以新疆维吾尔自治区北疆地区位于同一侏罗系砾岩地层上的两水利水电工程坝址前期勘察成果为基础,结合施工开挖扰动破坏及水库蓄水浸泡后岸边稳定情况,对该砾岩红层工程地质特性以及勘察工作要点进行了总结。结果认为,该红层采取一定工程措施后具备修建高坝的地质条件;但其岩石软化系数低,不能满足混凝土骨料料源要求。若作为堆石料,其透水性较差。

砂卵石砾岩地层土建工程综合技术分析

砂卵石砾岩地层具有一定的复杂性,在土建工程施工中容易遭遇地面坍塌等情况,导致桩基施工难度较大.基于此,论文结合工程实例,在加强地表沉降分析的基础上,提出采用旋挖钻孔技术进行成孔施工,对原本施工方案进行改进.从施工效果来看,能够顺利成孔,保证成桩质量.

综放开采上覆巨厚砾岩层离层和断裂力学模型及其应用

放顶煤开采上覆巨厚砾岩层变形移动直接影响到采场矿压显现,上覆巨厚砾岩层断裂下沉造成综放面出现大能量微震事件.基于河南省西部矿区某煤矿13230综放面地质采矿条件,利用相似模拟试验和理论分析研究了综放开采上覆巨厚砾岩层离层和断裂力学模型.基于巨厚砾岩层发育特征,以中部弱面为界将其划分为下位和上位砾岩层.相似模拟得到了综放开采砾岩层与下伏岩层之间离层的时空演化规律,将离层演化过程划分为“孕育阶段—加速阶段—缓慢扩展阶段—稳定阶段”4个阶段;模拟得到了砾岩层初次和周期垮落体为四棱柱体,推出了垮落体对综放面冲击能量计算式;建立了综放开采巨厚砾岩层离层和断裂力学模型,推出了离层量和砾岩层初次垮落步距计算式.现场微震系统监测结果表明,巨厚砾岩层下、上位砾岩层的初次和周期垮落产生的震动场都将对综放面煤岩体产生冲击,在综放面前方煤岩体出现大能量的矿震,其中下位砾岩层断裂时对综放面冲击最严重.研究结论对巨厚砾岩层下综放开采时地面减沉和井下冲击地压预测防治具有重要的指导意义.

常村矿巨厚砾岩下特厚煤层开采对地表形变的影响分析

为了研究巨厚砾岩下特厚煤层开采地表形变规律,以概率积分模型为原型,建立了基于叠加原理的三维空间分布式优化求参模型。以常村煤矿2113工作面地表移动观测站实测资料为依据,采用下沉和水平移动求参模型求取了地表形变预计参数。结合工程地质资料,从岩层运移机理对参数的分布规律进行了分析。结果表明,巨厚砾岩关键层的初次破断距为367 m,悬臂梁周期破断距为179 m,关键层破断后地表非连续变形显现强烈,巨厚砾岩层的悬臂支承作用是造成地表沉陷盆地出现偏态下沉的根本原因,与实测结果相吻合。